高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 带电粒子在电场中的运动精品练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 带电粒子在电场中的运动精品练习题，共3页。试卷主要包含了单项选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 下列粒子从初速度为零的状态经过电压为 U 的电场后，哪种粒子的速度最大
A. 质子 (H11) B. 氖核 (H12) C. α (He24) D. 钠离子 (Na+)

2. 如图所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运动，则关于电子到达 Q 板时的速率，下列解释中正确的是
A. 两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B. 两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大
C. 与两板间的距离无关，仅与加速电压 U 有关
D. 以上解释都不正确

3. 来自质子源的质子（初速度为零），经一直线加速器加速，形成电流为 I 的细柱形质子流，已知质子源与靶间的距离为 d，质子电荷量为 e，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子到达靶时的速度为 v，则质子源与靶间的质子数为
A. Idev B. 2Idev C. Idv D. 2Idv

4. 如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的
A. 2 倍B. 4 倍C. 12 D. 14

5. 图所示，平行板电容器水平放置，下极板 N 带正电；一带正电的微粒从两极板的中间以初速度 v0 水平射入且能穿过两极板，已知微粒的重力不可忽略。则
A. 微粒不可能沿水平直线穿过两极板
B. 微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越大
C. 微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越小
D. 不管微粒的质量多大，微粒穿过两极板间的时间相同

二、解答题（共1小题；共13分）
6. 如图所示，一个质量为 m=2.0×10−11 kg 、电荷量 q=1.0×10−5 C 的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为 U1=100 V 的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长 L=20 cm，两板间距 d=103 cm。
（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大?
（2）若微粒射出电场时的偏转角度 θ 为 30∘，则两金属板间的电压 U2 是多大?
答案
第一部分
1. A
2. C
【解析】从能量观点，场力做功，使电荷电势能减小，动能增加，由动能定理得 eU=12mv2，v=2eUm，故正确选项为C。
3. B
【解析】根据电流强度的定义式有 q=It，质子做匀加速直线运动，根据运动学公式有 d=(0+v)t2，质子柱的总电量 q 与总质子数 N 的关系 q=eN，得 N=2Idev。
4. C
【解析】电子在两极板间做类平抛运动。
水平方向：l=v0t，所以 t=lv0。
竖直方向：d=12at2=qU2mdt2=qUl22mdv02，故 d2=qUl22mv02，即 d∝1v0，故C正确。
5. D
第二部分
6. （1） 1.0×104 m/s
【解析】设带电微粒经加速电场加速后速度为 v1，根据动能定理：
qU1=12mv12
解得：v1=2qU1m=1.0×104 m/s；
（2） 100 V
【解析】带电微粒在偏转电场中只受静电力作用，做类平抛运动。
水平方向有 L=v1t，得 t=Lv1
设电子在偏转电场中运动的加速度为 a，射出电场时竖直方向的速度为 v2，
则加速度 a=qEm=qU2dm
v2=at=qU2dm⋅Lv1
tanθ=v2v1=qU2Ldmv12=U2L2dU1
联立并代入数据解得：U2=100 V。